專利名稱：織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種織物懸垂形態(tài)的測(cè)試裝置，尤其是織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置，適用于各種類型織物的三維動(dòng)靜態(tài)懸垂性測(cè)試。
背景技術(shù)：
在本實(shí)用新型做出之前，國(guó)外已有多種形式的懸垂性測(cè)試儀，我國(guó)也有了懸垂度測(cè)定儀及相應(yīng)的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)。但這些儀器通常只能測(cè)試織物的靜態(tài)懸垂性能，且只能測(cè)出織物的二維形態(tài)，測(cè)試指標(biāo)單一，不能從多方面反映織物的風(fēng)格，因而在我國(guó)的應(yīng)用也較窄。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的提高，新型纖維及面料的問(wèn)世，人們不僅要求織物靜態(tài)性能好，而且要求織物具有良好的動(dòng)態(tài)風(fēng)格，關(guān)于動(dòng)態(tài)懸垂測(cè)試，國(guó)內(nèi)曾有相應(yīng)的測(cè)試儀器實(shí)現(xiàn)傘式懸垂織物的旋轉(zhuǎn)，其速度分快慢兩檔，分別代表織物的靜態(tài)懸垂和動(dòng)態(tài)懸垂。但是由于織物旋轉(zhuǎn)速度太慢，織物動(dòng)態(tài)和靜態(tài)懸垂的差別不明顯，不能很好地模擬舞臺(tái)上旋轉(zhuǎn)的裙裝效果，反應(yīng)不出動(dòng)態(tài)懸垂的特性。因此，一種可實(shí)現(xiàn)織物旋轉(zhuǎn)無(wú)級(jí)調(diào)速的動(dòng)態(tài)懸垂測(cè)試裝置對(duì)生產(chǎn)與科研單位研制新型纖維及改進(jìn)織物設(shè)計(jì)，提高織物服用性能和美感度是十分必要的。但是一套完整的測(cè)試織物懸垂尤其是動(dòng)態(tài)懸垂的測(cè)試儀器國(guó)內(nèi)外仍然是一個(gè)空白。
目前常使用YG811織物懸垂儀來(lái)測(cè)定織物的懸垂系數(shù)。它的基本原理是用一對(duì)拋物鏡反射面產(chǎn)生平行光，并收集平行光束測(cè)量遮光量。如果在兩拋物面間平行光場(chǎng)內(nèi)沒(méi)有織物，光電池將接受到最大的光通量，如放置織物，懸垂的織物要遮擋一部分光線，兩者之比可反映出懸垂系數(shù)的大小。從而能夠評(píng)價(jià)織物懸垂性能的好壞。但是，在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，懸垂系數(shù)對(duì)織物懸垂形狀有較大的依賴性，而且YG811只能實(shí)現(xiàn)織物的靜態(tài)測(cè)量，不能全面反映織物的懸垂特性；YG811是利用織物試樣的遮光面積的大小來(lái)推算織物的懸垂系數(shù)，在其中的一個(gè)重要假設(shè)是認(rèn)為織物是不透光的黑體，但是對(duì)于一些薄型織物，這一假設(shè)是不合適的，由于部分光透過(guò)了織物，所以在接收器上檢測(cè)到的光強(qiáng)就偏大，所以引起所測(cè)得的懸垂系數(shù)偏大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理、操作方便、能實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜態(tài)一體測(cè)量的織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置。
織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置，包含帶齒螺母1、止轉(zhuǎn)桿2、軸套3、軸4、試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5、點(diǎn)光源6、升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)7、環(huán)形拋物面8、光柵模板9、齒輪10、步進(jìn)電機(jī)11、齒輪12、升降螺桿13、環(huán)形反光錐面14、軸承外套筒15、升降平臺(tái)16、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17、磁鐵18、上蓋19、止轉(zhuǎn)桿20、圖像采集器21，其特征在于本裝置由四個(gè)系統(tǒng)組成主傳動(dòng)系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)，主傳動(dòng)系統(tǒng)包括軸套3、軸4、試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17、磁鐵18、上蓋19，試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5的軸端插入軸4下端，軸4的上端連接旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17，軸套3套在軸4的外部，軸套3的下端固定在軸4的楔形部分上，軸套3的上端通過(guò)螺母的鎖緊使軸4與試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5的電機(jī)軸楔緊，上蓋19設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17的上部，磁鐵18設(shè)置在上蓋19的上部；升降系統(tǒng)包括升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)7、齒輪12、升降螺桿13、軸承外套筒15、升降平臺(tái)16、止轉(zhuǎn)桿20，升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)7的軸端通過(guò)緊配合連接齒輪12，齒輪12與升降螺桿13的輪齒相嚙合，升降螺桿13套在軸承外套筒15的外部并與升降平臺(tái)16以螺紋連接；光學(xué)系統(tǒng)包括帶齒螺母1、止轉(zhuǎn)桿2、點(diǎn)光源6、環(huán)形拋物面8、光柵模板9、齒輪10、步進(jìn)電機(jī)11、環(huán)形反光錐面14，點(diǎn)光源6位于環(huán)形拋物面8的焦點(diǎn)位置上，兩個(gè)光柵模板9分別放在環(huán)形拋物面8的上部和環(huán)形反光錐面14的下部，步進(jìn)電機(jī)11的軸端通過(guò)緊定螺釘連接齒輪10，齒輪10與帶齒螺母1連接，帶齒螺母1通過(guò)螺紋連接環(huán)形反光錐面14，環(huán)形反光錐面14下部設(shè)有一個(gè)止轉(zhuǎn)桿2；圖像采集系統(tǒng)包括圖像采集器21，其內(nèi)部裝有一臺(tái)CCD攝像頭。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外研究和采用的織物懸垂形態(tài)測(cè)試裝置相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)1.適用范圍廣，可用于各種類型織物的三維動(dòng)、靜態(tài)懸垂測(cè)試，它不受織物的薄厚、顏色、質(zhì)地等限制；2.該裝置操作方便，測(cè)量速度快，在其視場(chǎng)區(qū)域內(nèi)無(wú)需機(jī)械掃描系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)織物三維信息的快速獲??；3.可以實(shí)現(xiàn)織物的全場(chǎng)動(dòng)靜態(tài)一體測(cè)量，使我們能夠更加全面地評(píng)價(jià)織物的懸垂性能，尤其是織物動(dòng)態(tài)懸垂性、飄逸、美感的評(píng)價(jià)，提供了可行的試驗(yàn)研究手段和方法，測(cè)量精度高；4.無(wú)級(jí)調(diào)速，滿足了織物在一個(gè)很寬的速度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了織物懸垂靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試的連貫性；5.兩個(gè)光柵模板，能夠很好地濾除雜光，構(gòu)造光柵條紋，使得在織物三維表面上形成輪廓清晰、投光均勻的明暗條紋；本實(shí)用新型采用粗光柵，避免了密光柵在織物懸垂陡峭處引起的亮條紋疊加現(xiàn)象；6.升降平臺(tái)控制試樣初置方式，可有效地清除擺放試樣時(shí)的人為誤差，同時(shí)提高了測(cè)量懸垂重復(fù)性及自動(dòng)化程度。


圖1.是織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-帶齒螺母；2-止轉(zhuǎn)桿；3-軸套；4-軸；5-試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)；6-點(diǎn)光源；7-升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)；8-環(huán)形拋物面；9-光柵模板；10-齒輪；11-步進(jìn)電機(jī)；12-齒輪；13-升降螺桿；14-環(huán)形反光錐面；15-軸承外套筒；16-升降平臺(tái)；17-旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；18-磁鐵；19-上蓋；20-止轉(zhuǎn)桿；21-圖像采集器。
實(shí)施方式圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施方案為織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置，包含帶齒螺母1、止轉(zhuǎn)桿2、軸套3、軸4、試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5、點(diǎn)光源6、升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)7、環(huán)形拋物面8、光柵模板9、齒輪10、步進(jìn)電機(jī)11、齒輪12、升降螺桿13、環(huán)形反光錐面14、軸承外套筒15、升降平臺(tái)16、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17、磁鐵18、上蓋19、止轉(zhuǎn)桿20、圖像采集器21，其特征在于本裝置由四個(gè)系統(tǒng)組成主傳動(dòng)系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)，主傳動(dòng)系統(tǒng)包括軸套3、軸4、試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17、磁鐵18、上蓋19，試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5的軸端插入軸4下端，軸4的上端連接旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17，軸套3套在軸4的外部，軸套3的下端固定在軸4的楔形部分上，軸套3的上端通過(guò)螺母的鎖緊使軸4與試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5的電機(jī)軸楔緊，上蓋19設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17的上部，磁鐵18設(shè)置在上蓋19的上部；升降系統(tǒng)包括升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)7、齒輪12、升降螺桿13、軸承外套筒15、升降平臺(tái)16、止轉(zhuǎn)桿20，升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)7的軸端通過(guò)緊配合連接齒輪12，齒輪12與升降螺桿13的輪齒相嚙合，升降螺桿13套在軸承外套筒15的外部并與升降平臺(tái)16以螺紋連接；光學(xué)系統(tǒng)包括帶齒螺母1、止轉(zhuǎn)桿2、點(diǎn)光源6、環(huán)形拋物面8、光柵模板9、齒輪10、步進(jìn)電機(jī)11、環(huán)形反光錐面14，點(diǎn)光源6位于環(huán)形拋物面8的焦點(diǎn)位置上，兩個(gè)光柵模板9分別放在環(huán)形拋物面8的上部和環(huán)形反光錐面14的下部，步進(jìn)電機(jī)11的軸端通過(guò)緊定螺釘連接齒輪10，齒輪10與帶齒螺母1連接，帶齒螺母1通過(guò)螺紋連接環(huán)形反光錐面14，環(huán)形反光錐面14下部設(shè)有一個(gè)止轉(zhuǎn)桿2；圖像采集系統(tǒng)包括圖像采集器21，其內(nèi)部裝有一臺(tái)CCD攝像頭。
本實(shí)用新型的工作原理為圓形的織物試樣放在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17上，上蓋19將織物的中心固定并壓住其中心部分，磁鐵18使壓合作用更可靠。啟動(dòng)試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17、圓形織物試樣、上蓋19和磁鐵18隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)5的轉(zhuǎn)速為1～120r/min，而且均勻可調(diào)，這樣滿足了織物在一個(gè)很寬的速度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了懸垂靜態(tài)和動(dòng)態(tài)連貫性的測(cè)試。止轉(zhuǎn)桿20使升降平臺(tái)16只能實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，當(dāng)升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，升降平臺(tái)16沿著升降螺桿13上下移動(dòng)。開(kāi)始測(cè)試時(shí)，升降平臺(tái)16升至與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)17平齊，擺放圓形織物試樣于該平臺(tái)上后，升降平臺(tái)16沿升降螺桿13下降，使織物試樣邊緣部分自然平穩(wěn)地處于懸垂?fàn)顟B(tài)。為了能夠在織物表面上形成均勻的光柵條紋，環(huán)形拋物面8把點(diǎn)光源6發(fā)出的發(fā)散光轉(zhuǎn)換成平行光，平行光線沿著豎直向上的方向穿過(guò)兩道光柵模板9，從而將光柵模板9上的條紋影像投影至環(huán)形反光錐面14，經(jīng)45°角的環(huán)形反光錐面14反射，光線呈水平狀從四周射向中央的懸垂織物，在被測(cè)織物的三維表面形成輪廓清晰且均勻的明暗光柵條紋。止轉(zhuǎn)桿2阻止環(huán)形反光錐面14轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，環(huán)形反光錐面14可沿著帶齒螺母1的內(nèi)螺紋上下均勻移動(dòng)，從而使得在織物三維表面上形成的光柵條紋也上下均勻移動(dòng)，配合多次同步采集，最終達(dá)到對(duì)三維織物表面全場(chǎng)測(cè)量的效果。圖像采集器21內(nèi)部的CCD攝像頭，可以實(shí)時(shí)地拍攝織物表面形成的條紋，直接獲取試樣的二維等高線圖，再由計(jì)算機(jī)處理得到織物的三維輪廓曲面，從而獲得了試樣的懸垂形態(tài)信息，使全面描述織物懸垂性成為可能。
權(quán)利要求1.織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置，包含帶齒螺母(1)、止轉(zhuǎn)桿(2)、軸套(3)、軸(4)、試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(5)、點(diǎn)光源(6)、升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(7)、環(huán)形拋物面(8)、光柵模板(9)、齒輪(10)、步進(jìn)電機(jī)(11)、齒輪(12)、升降螺桿(13)、環(huán)形反光錐面(14)、軸承外套筒(15)、升降平臺(tái)(16)、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(17)、磁鐵(18)、上蓋(19)、止轉(zhuǎn)桿(20)、圖像采集器(21)，其特征在于本裝置由四個(gè)系統(tǒng)組成主傳動(dòng)系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)，主傳動(dòng)系統(tǒng)包括軸套(3)、軸(4)、試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(5)、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(17)、磁鐵(18)、上蓋(19)，試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(5)的軸端插入軸(4)下端，軸(4)的上端連接旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(17)，軸套(3)套在軸(4)的外部，軸套(3)的下端固定在軸(4)的楔形部分上，軸套(3)的上端通過(guò)螺母的鎖緊使軸(4)與試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(5)的電機(jī)軸楔緊，上蓋(19)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(17)的上部，磁鐵(18)設(shè)置在上蓋(19)的上部；升降系統(tǒng)包括升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(7)、齒輪(12)、升降螺桿(13)、軸承外套筒(15)、升降平臺(tái)(16)、止轉(zhuǎn)桿(20)，升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(7)的軸端通過(guò)緊配合連接齒輪(12)，齒輪(12)與升降螺桿(13)的輪齒相嚙合，升降螺桿(13)套在軸承外套筒(15)的外部并與升降平臺(tái)(16)以螺紋連接；光學(xué)系統(tǒng)包括帶齒螺母(1)、止轉(zhuǎn)桿(2)、點(diǎn)光源(6)、環(huán)形拋物面(8)、光柵模板(9)、齒輪(10)、步進(jìn)電機(jī)(11)、環(huán)形反光錐面(14)，點(diǎn)光源(6)位于環(huán)形拋物面(8)的焦點(diǎn)位置上，兩個(gè)光柵模板(9)分別放在環(huán)形拋物面(8)的上部和環(huán)形反光錐面(14)的下部，步進(jìn)電機(jī)(11)的軸端通過(guò)緊定螺釘連接齒輪(10)，齒輪(10)與帶齒螺母(1)連接，帶齒螺母(1)通過(guò)螺紋連接環(huán)形反光錐面(14)，環(huán)形反光錐面(14)下部設(shè)有一個(gè)止轉(zhuǎn)桿(2)；圖像采集系統(tǒng)包括圖像采集器(21)，其內(nèi)部裝有一臺(tái)CCD攝像頭。
專利摘要織物懸垂形態(tài)三維測(cè)試裝置，主要由主傳動(dòng)系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)組成。通過(guò)試樣旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)(5)控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)(17)的旋轉(zhuǎn)，升降平臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(7)控制升降平臺(tái)(16)上下移動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)(11)控制環(huán)形反光錐面(14)上下移動(dòng)。點(diǎn)光源(6)發(fā)出的散光由環(huán)形拋物面(8)轉(zhuǎn)換成平行光，平行光通過(guò)兩個(gè)光柵模板(9)并經(jīng)45°角的環(huán)形反光錐面(14)的反射，最終在被測(cè)織物的三維表面形成輪廓清晰且均勻的明暗光柵條紋。圖像采集器(21)直接獲取試樣的二維等高線圖，再由計(jì)算機(jī)處理得到織物的三維輪廓曲面。其適用范圍廣，操作方便，測(cè)量速度快并可以實(shí)現(xiàn)織物的全場(chǎng)動(dòng)靜態(tài)一體測(cè)量，無(wú)級(jí)調(diào)速實(shí)現(xiàn)了懸垂靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試的連貫性。
文檔編號(hào)G01N33/36GK2634477SQ0325548
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者沈毅, 周華, 竺志超, 段紅, 雷金峰, 陳輝 申請(qǐng)人:浙江工程學(xué)院